一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法

本发明涉及冶金化工，尤其涉及一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法。

背景技术：

1、钒和铬作为战略金属，在催化剂、半导体、高性能特种合金材料生产领域中扮演着重要角色。钒钛磁铁矿是目前提取钒铬的主要原料，占全球钒铬来源的60％以上。在当今高品位钒铬矿资源日益减少的背景下，从冶金固废中资源化回收钒铬必将成为一种趋势。含钒铬废水净化污泥是钒工业铵盐沉钒后的废液经过中和沉淀得到的一种具有潜在价值的危险固废，但因缺乏有效的处理手段从而导致其高值资源化利用前景受限。

2、含钒铬废水净化污泥化学成分复杂且含有毒性极强的v5+和cr6+，简单的处理工艺不仅无法达到预期的回收效益，而且极大增加了企业的运行成本。湿法冶金回收工艺是目前处理含钒铬固废的重要方法，但对于成分复杂且具有危废性质的冶金固废采用常规湿法浸出工艺不仅无法获得干净的浸出液，而且会产生大量具有危险特征的工业废水，产生二次废物，对企业周边的环境和人类生产活动造成了严重影响。另外，钒和铬的化学性质相似，很难实现低成本高效的提取与分离。铵盐沉淀和萃取分离是溶液中分离钒铬的重要方法，但对于成分复杂的溶液产品纯度难以得到保障，另外沉淀剂和萃取剂的投入也极大增加了回收工艺的成本，同时也难免会产生废物。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其解决了现有处理方式中，针对含钒铬废水净化污泥难以实现高效资源利用和难以无害化处置的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、本发明实施例提供一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，包括：

6、将含钒铬废水净化污泥进行干燥处理；

7、将干燥后的所述含钒铬废水净化污泥进行焙烧预处理；

8、将焙烧后的所述含钒铬废水净化污泥与第一添加剂和第二添加剂混合后得到混合物料，对所述混合物料进行熔融还原处理，获得钒铬铁金属熔体和还原渣，分离所述钒铬铁金属熔体和所述还原渣；

9、向所述钒铬铁金属熔体中加入精炼剂进行脱硫和脱磷处理，得到钒铬铁合金和熔渣。

10、进一步地，所述干燥处理为自然干燥处理或工业尾气余热干燥处理，控制干燥时间为0.5～240h，控制所述工业尾气余热干燥处理的温度为80～300℃。

11、进一步地，所述焙烧预处理为回转窑处理、马弗炉处理、感应炉处理、电阻炉处理、转底炉处理、流化床处理或管式炉处理中的一种，控制焙烧温度为500～1300℃，控制焙烧时间为20～240min。

12、进一步地，所述第一添加剂为石墨粉、硅铁合金、铝粉、焦炭粉、多晶硅切割废料、铝电解槽废旧石墨阴极或铝灰中的至少一种；

13、所述第二添加剂为氧化亚铁、铁粉、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化铝、赤铁矿、磁铁矿、氧化镁、钢渣、石灰、赤泥、碳酸钙、氧化钙、二氧化硅、萤石或氟化钙中的至少一种。

14、进一步地，所述熔融还原处理为：将所述含钒铬废水净化污泥进行所述焙烧预处理后，与第一添加剂、第二添加剂混合后在熔炼炉内进行还原熔炼反应；

15、或，将所述含钒铬废水净化污泥进行所述焙烧预处理后，与第一添加剂、第二添加剂混合后，通过搅拌桨送入到有含碳铁水的反应容器中进行还原熔炼反应。

16、进一步地，所述焙烧预处理后的所述含钒铬废水净化污泥、所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为10.0：(2.5～5.0)：(2.0～15.0)，控制混料机混合时间为30～120min。

17、进一步地，所述第一添加剂的粒度小于1mm，所述混合物料的二元碱度在0.7～2.5之间。

18、进一步地，所述熔炼炉为马弗炉、感应炉、电弧炉或管式炉中的一种；

19、控制在所述熔炼炉内的所述还原熔炼温度为1550～1700℃，控制所述还原熔炼时间为20～150min。

20、进一步地，所述反应容器为感应炉、钢包或鱼雷罐车中的一种；

21、控制搅拌速度为200～1000r/min，控制所述还原熔炼反应的温度为1400～1700℃，控制所述还原熔炼反应时间为10～150min；

22、所述搅拌桨由耐火材料或石墨制成，控制搅拌时间为10～100min。

23、进一步地，所述精炼剂为氧化钙、碳化钙、氧化硅、萤石、氟化钙、氧化镁、氧化钠、电石、镁、钙线或碱度为1～5的含钙精炼剂中的一种或多种，控制精炼时间为10～120min，控制精炼温度为1400～1700℃。

24、(三)有益效果

25、本发明的有益效果是：本发明提及的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，通过将含钒铬废水净化污泥进行干燥处理；将干燥后的含钒铬废水净化污泥进行焙烧预处理；将焙烧后的含钒铬废水净化污泥与第一添加剂和第二添加剂混合后得到混合物料，对混合物料进行熔融还原处理，获得钒铬铁金属熔体和还原渣，分离钒铬铁金属熔体和还原渣；向钒铬铁金属熔体中加入精炼剂进行脱硫和脱磷处理，得到钒铬铁合金和熔渣。本发明采用的熔炼的方法不仅实现了从含钒铬废水净化污泥中资源化综合回收铁、钒、铬，还实现了含钒铬废水净化污泥的无害化处置。焙烧预处理降低了净化污泥中影响合金质量的杂质元素含量，对后续进行高温还原共合金化得到杂质含量低的合金产品提供了保证，同时生成的烟气可返回沉钒工序进行循环利用。

技术特征：

1.一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，其特征在于，

技术总结
本发明提及的一种含钒铬废水净化污泥的冶金处理方法，通过将含钒铬废水净化污泥进行干燥处理；将干燥后的含钒铬废水净化污泥进行焙烧预处理；将焙烧后的含钒铬废水净化污泥与第一添加剂和第二添加剂混合后得到混合物料，对混合物料进行熔融还原处理，获得钒铬铁金属熔体和还原渣，分离钒铬铁金属熔体和还原渣；向钒铬铁金属熔体中加入精炼剂进行脱硫和脱磷处理，得到钒铬铁合金和熔渣。本发明的所提及的方法可实现含钒铬废水净化污泥危废的无害化及高值化利用。其中，熔渣可作为制备水泥或生产路基材料的原料，钒铬铁合金可用于制备高性能的铬钒合金钢，从而获得良好的经济效益和社会效益。

技术研发人员：倪培远,侯晓东,李雄,丁玉石,厉英
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16